evaluasi sensor yang digunakan untuk perancangan …repository.poliupg.ac.id/210/1/evaluasi sensor...

EVALUASI SENSOR YANG DIGUNAKAN UNTUK

PERANCANGAN SISTEM DATA LOGGER

PADA SOLAR PANEL

Asriyadi

1)

Abstrak:Penelitian ini merupakan penelitian awal dari Rancang Bangun Sistem Data

Logger Pada Solar Panel yang bertujuan untuk merancang dan menguji serta

mengevaluasi sensor-sensor yang digunakan nantinya pada modul sistem data logger

pada Solar Panel. Dimana, modul (hardware) dan aplikasi (software) data logger yang

bisa digunakan untuk mengukur parameter panel surya yaitu tegangan, arus, suhu, dan

cahaya yang berbasis LabVIEW dan myRIO. Metode yang digunakan pada penelitian ini

adalah metode studi literatur, perancangan alat, dan metode analisis data. Modul dan

aplikasi data logger menggunakan empat sensor, yaitu sensor tegangan (FZ0430), sensor

arus (ACS712 20A), sensor suhu (LM35), dan sensor cahaya (LDR). Penelitian ini

menggunakan device myRIO sebagai interface dan keluaran dari keempat sensor ini akan

ditampilkan pada LabVIEW yang merupakan aplikasi virtual instruments. Dari Hasil

pengujian dan pengukuran untuk masing-masing sensor memperlihatkan hasil yang baik

dimana hanya memperlihatkan error yang kecil, misalnya pada sensor tegangan untuk

tegangan input 12 volt maka keluaran dari myRIO sebesar 12,02 volt, pada sensor arus

pada saat tegangan input sebesar 12 volt hasil pengukuran menggunakan Amperemeter

menunjukkan nilai 0,184A dan arus keluaran myRIO sebesar 0,18412A, pada sensor suhu

pada saat pukul 11.00 WITA hasil pengukuran thermometer sebesar 33°C dan hasil

myRIO menunjukkan 33°C, sedangkan pada sensor cahaya hasil pengukuran pada lux

meter menunjukkan 763 lux dan hasil myRIO sebesar 772,9678 lux.

Kata kunci : Datalogger, Labview, MyRio, Solar Panel

PENDAHULUAN

Solar panel atau Panel surya

adalah peralatan utama sistem

pembangkit listrik tenaga surya yang

berfungsi untuk mengkonversikan

energi cahaya matahari menjadi

energi listrik secara langsung. Besar

daya keluaran yang dihasilkan dari

proses konversi tersebut ditentukan

oleh beberapa kondisi lingkungan

dimana sebuah panel surya berada

seperti intensitas cahaya matahari,

suhu, arah datangnya sinar matahari

dan spektum cahaya matahari.

Kondisi lingkungan yang selalu

berubah-ubah setiap waktu

menyebabkan daya keluaran panel

surya juga ikut berfluktuasi. Untuk

menentukan daya keluaran sebuah

panel surya yang akan dijual di

pasaran maka dipilihlah sebuah

kondisi pengujian standar yaitu

tingkat radiasi 1000 W/m2, suhu

panel 25°C, sudut datangnya sinar

tegak lurus terhadap permukaan

panel surya, 0° dan spektrum AM1.5.

Daya maksimum yang dihasilkan

pada kondisi standar ini dijadikan

sebagai daya keluaran dari sebuah

panel surya dan harga jual panel

surya ditentukan oleh nilai daya ini.

Sayangnya kondisi pengujian standar

tersebut sangat sulit ditemui pada

kondisi operasi nyata (Fachri

MR,2015).

Untuk mengetahui kinerja

atau karakteristik suatu Solar panel

dapat dilihat dari paramater masukan

dan keluaran dari Solar Panel yaitu

Intensitas cahaya matahari (Radiasi

Matahari) dalam lux atau Watt/m2,

suhu (oC), Tegangan (volt) dan Arus

1) adalah dosen Program Studi Teknik Multimedia&Jaringan Jurusan Teknik Elektro Politeknik

Negeri Ujung Pandang, Jl. Perintis Kemerdekaan Km.10, Tamalanrea Makassar 90245

42

(ampere). Karena kondisi lingkungan

dalam hal ini intensitas cahaya

matahari dan suhu lingkungan selalu

berubah, maka akan sulit mengetahui

kinerja sebuah Solar Panel yang

terpasang pada lokasi tertentu tanpa

mengetahui kondisi perubahan

Intensitas cahaya dan temperature di

lokasi tersebut. Oleh karena itu

dibutuhkan sebuah alat yang dapat

mengukur perubahan Intensitas

Cahaya, suhu yang mengenai Solar

panel serta arus dan tegangan yang

keluar dari Solar Panel.

Peralatan untuk mengukur

parameter pada Solar Panel banyak

terdapat di pasaran. Kekurangan

pada peralatan yang ada di pasaran

adalah alat ukur tersebut tidak

menyatu dalam sebuah modul. Untuk

mengukur intensitas cahaya matahari

diperlukan alat ukur tersendiri yaitu

luxmeter, mengukur suhu juga

diperlukan alat tersendiri seperti

termometer dan untuk mengukur arus

dan tegangan juga diperlukan alat

tersendiri yaitu avometer. Selain itu

alat-alat ukur tersebut sifatnya

manual dan hasil pengukurannya

tidak bersifat realtime yang bisa

tersimpan dan dilihat dalam bentuk

grafik. Oleh karena perlu adanya

sebuah modul yang bisa mengukur,

mengakusisi, menampilkan dan

menyimpan hasil data pengukuran

pada Solar Panel yang disebut

sebagai datalogger.

Beberapa penelitian telah dilakukan

terkait dengan rancang bangun

datalogger seperti yang dilakukan

oleh (Marpaung NL,2012) yang

membuat datalogger suhu berbasis

Mikrokontroler, (Setiono A

dkk,2010) membuat data logger

berbasis mikrokontroler untuk

memonitoring pergeseran tanah,

dimana datalogger yang dibuat

memiliki sifat khas yang

diperuntukkan untuk plant atau objek

tertentu. Adapun pembuatan

datalogger untuk Solar Panel juga

telah dilakukan seperti yang

dilakukan oleh (Fachri MR

dkk,2015) yaitu Pemantauan

parameter Panel Surya Berbasis

Arduino secara real Time. Hanya

saja pada penelitian ini parameter

yang dipantau hanyalah parameter

keluaran dari solar panel yaitu arus

dan tegangan. Yansen juga telah

membuat datalogger parameter Panel

Surya yang melibatkan parameter

suhu, intensitas cahaya, arus dan

tegangan hanya saja masih terdapat

ralat pengukuran sensor tegangan

sebesar 0,6%, 8.16% untuk sensor

arus, 4.74% untuk sensor intensitas

cahaya dan 0.79% untuk sensor suhu.

Penelitian diatas dan penelitian

terkait datalogger pada umumnya

menggunakan mikrokontroler

sebagai alat untuk data akuisisinya.

Penelitian data logger yang

menggunakan alat lain selain

mikrokontroler juga pernah

dilakukan, seperti yang telah

dilakukan oleh Abirami A dkk,2015

yang membuat data akuisisi untuk

detak jantung dengan menggunakan

NI-myRIO dan Labview, Beena V,

2015 pada penelitian dengan judul

Water Quality Measurement and

Control from Remote Station for

pisiculture using NI myRIO,

Bhuvaneswarri S dkk, 2015

Operating Solenoid Valve with NI-

myRIO using Labview. Dimana

myRIO memberikan hasil data

pengukuran yang akurat serta

Labview memberikan kemudahan

dalam membuat tampilan GUI

Asriyadi, Evaluasi Sensor Yang Digunakan Untuk Perancangan Sistem Data Logger 43

(Graphical User Interface) yang

mudah serta menarik

Pada Laboratorium

pembangkit di program studi Teknik

Listrik, pada praktikum mahasiswa

ketika melakukan pengukuran untuk

mengetahui karakteristik atau kinerja

solar panel masih dilakukan secara

manual, itupun hanya parameter

keluaran dari Solar Panel berupa arus

dan tegangan karena tidak

tersedianya datalogger untuk Solar

Panel, sehingga tidak dapat melihat

pengaruh parameter input terhadap

keluaran atau parameter output dari

Solar Panel.

Berangkat dari permasalahan diatas

inilah, yang kemudian mendorong

peneliti untuk merancang dan

membuat sebuah modul datalogger

Solar Panel yang memiliki tingkat

ralat atau error sekecil mungkin,

realtime dan dapat menampilkan

grafik hasil pengukuran berbasis

Labview dan myRIO. Untuk

Penelitian awal rumusan masalah

masih dibatasi pada tahapan

perancangan dan pengujian Sensor-

sensor yang digunakan untuk

mengukur data radiasi matahari,

suhu, arus dan tegangan.

Data Logger (Perekam Data)

Menurut Marpaung NL, 2012

yang dikutip dari Sonuku, Data

logger adalah suatu alat elektronik

yang berfungsi mencatat data dari

waktu ke waktu secara continue.

Beberapa data logger

menggunakan personal komputer dan

software sebagai tempat menyimpan

data dan menganalisis data. Data

yang disimpan di harddisk dapat

diakses kapanpun kita ingginkan.

Hal ini termasuk beberapa perangkat

akuisisi data seperti plug-in board

atau sistem komunikasi serial yang

menggunakan komputer sebagai

sistem penyimpanan data real time.

Hampir semua pabrikan

menganggap sebuah data logger

adalah sebuah perangkat yang

berdiri sendiri (stand alone device)

yang dapat membaca berbagai

macam tipe sinyal elektronika dan

menyimpan data di dalam memori

internal untuk kemudian didownload

ke sebuah computer (NL

Marpaung,2012)

Logging data (data logging)

adalah proses otomatis pengumpulan

dan perekaman data dari sensor

untuk tujuan pengarsipan atau tujuan

analisis. Sensor digunakan untuk

mengkonversi besaran fisik menjadi

sinyal listrik yang dapat diukur

secara otomatis dan akhirnya

dikirimkan ke komputer atau

mikroprosesor untuk pengolahan.

Berbagai macam sensor sekarang

tersedia. Sebagai contoh, suhu,

intensitas cahaya, tingkat suara,

sudut rotasi, posisi, kelembaban

relatif, pH, oksigen terlarut, pulsa

(detak jantung), bernapas, kecepatan

angin, dan gerak. Selain itu, banyak

peralatan laboratorium dengan output

listrik dapat digunakan bersama

dengan konektor yang sesuai dengan

data logger. (NL Marpaung,2012)

Data logger(perekam data)

adalah sebuah alat elektronik yang

mencatat data dari waktu ke waktu

baik yang terintegrasi dengan sensor

dan instrumen didalamnya maupun

ekternal sensor dan instrumen. Atau

secara singkat data Logger adalah

alat untuk melakukan data logging.

Biasanya ukuran fisiknya kecil,

bertenaga baterai, portabel, dan

dilengkapi dengan mikroprosesor,

44 ELEKTRIKA NO. I/TAHUN 13/MEI 2016

memori internal untuk menyimpan

data dan sensor. Beberapa data

logger diantarmukakan dengan

komputer dan menggunakan

software untuk mengaktifkan data

logger melihat dan menganalisis

data yang terkumpul, sementara yang

lain memiliki peralatan antarmuka

sendiri (keypad dan LCD) dan dapat

digunakan sebagai perangkat yang

berdiri sendiri (stand-alone device).

(NL Marpaung,2012)

Data logger berbasis PC (PC-

based data logger) menggunakan

komputer, biasanya PC, untuk

mengumpulkan data melalui sensor

dalam rangka menganalisis dan

menampilkan hasilnya. Sistem data

logger juga dapat menyediakan fitur

tambahan seperti perhitungan waktu

proses pemantauan alarm dan

kontrol. SCADA (supervisory

control and data acquisition)

merupakan evolusi lebih lanjut dari

sistem data logger berbasis

komputer, dimana data disajikan

dalam bentuk grafis sehingga

operator dapat mengawasi

percobaan atau proses. (NL

Marpaung,2012)

Salah satu keuntungan

menggunakan data logger adalah

kemampuannya secara otomatis

mengumpulkan data setiap 24 jam.

Setelah diaktifkan, data logger

digunakan dan ditinggalkan untuk

mengukur dan merekam informasi

selama periode pemantauan. Hal ini

memungkinkan untuk mendapatkan

gambaran yang komprehensif

tentang kondisi lingkungan yang

dipantau, contohnya seperti suhu

udara dan kelembaban relatif. (NL

Marpaung,2012).

Solar Panel

Menurut Asriyadi 2015 yang

dikutip dari Duwi,2012 Panel

surya adalah alat yang terdiri dari sel

surya yang mengubah cahaya

menjadi listrik. Mereka

disebut surya atas Matahari atau

"sol" karena Matahari merupakan

sumber cahaya terkuat yang dapat

dimanfaatkan. Panel surya sering kali

disebut sel photovoltaic, photovoltaic

dapat diartikan sebagai "cahaya-

listrik".

Paramater paling penting

dalam kinerja sebuah panel surya

adalah intensitas radiasi matahari

atau biasa disebut dengan iradiansi

cahaya matahari, yaitu jumlah daya

matahari yang datang kepada

permukaan per luas area. Intensitas

radiasi matahari diluar atmosfer bumi

disebut konstanta surya, yaitu

sebesar 1365 W/m2 . Setelah disaring

oleh atmosfer bumi, beberapa

sepktrum cahaya hilang, dan

intensitas puncak radiasi menjadi

sekitar 1000 W/m2 . Nilai ini adalah

tipikal intensitas radiasi pada

keadaan permukaan tegak lurus sinar

matahari dan pada keadaan cerah.

Besar dari nilai iradiansi matahari

inilah yang akan menentukan besar

daya yang dapat dihasilkan oleh

sebuah panel.

Adapun model matematis dari

panel surya atau photovoltaic (PV)

memiliki rangkaian ekivalen seperti

ditunjukkan pada Gambar 1 dan

pemodelan matematis sangat

diperlukan untuk mengetahui

parameter PV yang digunakan

(Fachri MR, 2015).


Gambar 1. Rangkaian Ekivalen Panel

Surya (Fachri MR,2015)

Sensor

Pada penelitian ini ada empat

jenis sensor yang digunakan yaitu

sensor cahaya, sensor suhu, sensor

arus dan sensor tegangan.

Sensor Cahaya

Sensor cahaya adalah alat yang

digunakan untuk mengubah besaran

cahaya menjadi besaran listrik. Slah

satu jenis sensor cahaya yaitu

LDR(Light Dependent Resistor).

LDR merupakan suatu elemen yang

konduktivitasnya berubah-ubah

tergantung dari intensitas cahaya

yang diterima permuakaan elemen

tersebut, akan tetapi keluaran sensor

yang ada pada sensor tidak sama

dengan apa yang diketahui dari

sebuah teori dan hasil simulasi.

Prinsip kerja LDR yaitu jika ada

cahaya yang mengenai permukaan

LDR maka nilai resistansinya akan

mengecil, sebaliknya jika permukaan

LDR sedikit mengenai cahaya maka

resistansinya akan semakin besar.

(Wiryadinata dkk, 2014)

Berikut Gambar LDR sensor dan

grafik hubungan antara resistansi

LDR dengan intensitas cahaya.

Gambar 2 Bentuk LDR dan Hubungan resistansi LDR dengan Intensitas cahaya

Untuk mengetahui Nilai intensitas

cahaya dapat menggunakan

persamaan sebagai berikut :

RLDR =

(1)

Dimana VDD dan VR10k sama

dengan Vout maka dapat

disederhanakan menjadi :

RLDR =

(2)

Intensitas cahaya=

(3)

Keterangan :

RLDR = Besaran tahanan pada

sensor cahaya (Ω)

VDD = Tegangan input (V)

VOUT = Tegangan output (V)

R10k = Besaran tahanan sensor

cahaya (Ω)

Intensitas Cahaya = Nilai output

sensor cahaya (lux)

Sensor Suhu

Menurut Utomo At dkk, 2011,

Sensor suhu LM35 adalah komponen

elektronika yang memiliki fungsi

untuk mengubah besaran suhu

menjadi besaran listrik dalam bentuk


tegangan. Sensor Suhu LM35 yang

dipakai dalam penelitian ini berupa

komponen elektronika elektronika

yang diproduksi oleh National

Semiconductor. LM35 memiliki

keakuratan tinggi dan kemudahan

perancangan jika dibandingkan

dengan sensor suhu yang lain, LM35

juga mempunyai keluaran impedansi

yang rendah dan linieritas yang

tinggi sehingga dapat dengan mudah

dihubungkan dengan rangkaian

kendali khusus serta tidak

memerlukan penyetelan lanjutan.

Meskipun tegangan sensor ini dapat

mencapai 30 volt akan tetapi yang

diberikan ke sensor adalah sebesar 5

volt, sehingga dapat digunakan

dengan catu daya tunggal dengan

ketentuan bahwa LM35 hanya

membutuhkan arus sebesar 60 μA

hal ini berarti LM35 mempunyai

kemampuan menghasilkan panas

(self-heating) dari sensor yang dapat

menyebabkan kesalahan pembacaan

yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC

pada suhu 25ºC .

Gambar 3. LM35 (Utomo AT dkk,

2011)

Gambar 3 LM35 tampak depan dan

tampak bawah. 3 pin LM35

menujukan fungsi masing-masing

pin diantaranya, pin 1 berfungsi

sebagai sumber tegangan kerja dari

LM35, pin 2 atau tengah digunakan

sebagai tegangan keluaran atau Vout

dengan jangkauan kerja dari 0 Volt

sampai

dengan 1,5 Volt dengan tegangan

operasi sensor LM35 yang dapat

digunakan antar 4 Volt sampai 30

Volt. Keluaran sensor ini akan naik

sebesar 10 mV setiap derajad celcius

sehingga diperoleh persamaan

sebagai berikut :

VLM35 = Suhu* 10 mV ( 4 )

Secara prinsip sensor akan

melakukan penginderaan pada saat

perubahan suhu setiap suhu 1 ºC

akan menunjukan tegangan sebesar

10 mV. Pada penempatannya LM35

dapat ditempelkan dengan perekat

atau dapat pula disemen pada

permukaan akan tetapi suhunya akan

sedikit berkurang sekitar 0,01 ºC

karena terserap pada suhu permukaan

tersebut. Dengan cara seperti ini

diharapkan selisih antara suhu udara

dan suhu permukaan dapat dideteksi

oleh sensor LM35 sama dengan suhu

disekitarnya, jika suhu udara

disekitarnya jauh lebih tinggi atau

jauh lebih rendah dari suhu

permukaan, maka LM35 berada pada

suhu permukaan dan suhu udara

disekitarnya

Sensor tegangan

Sensor tegangan yang

digunakan merupakan sebuah modul

sensor tegangan yang mengunakan

prinsip pembagi tegangan. Modul ini

dapat mengurangi tegangan input

hingga 5 kali dari tegangan asli.

Tegangan analog input maksimum

mikrokontroler yaitu 5 volt, sehingga

modul tegangan dapat diberi

masukkan tidak melebihi 5 X 5 Volt

atau sebesar 25 Volt. Modul sensor

tegangan akan dipasang secara

paralel terhadap beban panel surya.

Gambar rangkaian sensor tegangan

seperti Gambar 4.


Gambar 4. Rangkaian Sensor

Tegangan (Fachri MR,2015).

Modul tegangan ini disusun secara

paralel terhadap beban, seperti yang

ditunjukan pada Gambar 5.

Gambar 5. Pemasangan Sensor

tegangan (Fachri MR,2015).

Untuk menghitung tegangan output

dari sensor tegangan FZ0430 25volt

maka diperoleh persamaan sebagai

berikut :

Vout =

(5)

Keterangan

VOUT = Tegangan output (V)

VCC = Tegangan input (V)

R1 = Tahanan sensor tegangan

30kΩ

R2 = Tahanan sensor tegangan

7,5 kΩ

Sensor Arus

Sensor arus yang digunakan

merupakan modul ACS712 untuk

mendeteksi besar arus yang mengalir

lewat blok terminal. Sensor ini dapat

mengukur arus positif dan negatif dengan kisaran -5A sampai 5A.

Sensor ini memelukan suplai daya

sebesar 5V. Untuk membaca nilai

tengah (nol Ampere) tegangan sensor

diset pada 2.5V yaitu [6] setengah

kali tegangan sumber daya VCC =

5V. Pada polaritas negatif

pembacaan arus -5A terjadi pada

tegangan 0,5V. Tingkat perubahan

tegangan berkorelasi linear terhadap

besar arus sebesar 400 mV/Ampere.

(Fachri MR,2015)

Modul sensor arus ini disusun secara

seri terhadap beban, seperti yang

ditunjukan pada Gambar 6.

Gambar 6. Pemasangan Sensor Arus

(Fachri MR,2015).

Modul ACS712 20A memiliki

sensitifitas tegangan sebesar 100

mV/A. Sensor arus memiliki

jangkauan pembacaan mulai dari 0

(pada input 0V input) sampai 1023

(pada input 5V) dengan resolusi

sebesar 0,0049V. Pembacaan sensor

arus, I pada analogread dirumuskan

pada persamaan berikut:

I = (0,0049 x Vout - 2,5) / 0,100 (6)

Atau disederhanakan;

I = (0.049 x Vout – 25) (7)

Keterangan :

I = Arus keluran sensor (A)

Vout = Arus keluaran yang

dihitung (V)

2,5 = Besar arus awal sensor

yang terukur

0,1 = Sensivitas keluaran sensor


Labview

Software LabView, (Laboratory VirtualInstrument

Engineering Workbench) merupakan

bahasa pemograman secara grafis

dengan menggunakan icon yang

dihubungkan oleh suatu garis (wire)

untuk menciptakan suatu aplikasi

LabVIEW (Virtual Instrument, VI)

Perangkat lunak ini merupakan

produk dari National Instruments

yang didedikasikan untuk kegiatan

antarmuka dan pengendalian

peralatan elektronik dengan

menggunakan personal computer

(PC). Dengan LabVIEW dapat

didesain virtual instruments dengan

membuat grafik interface di layar

computer yang memungkinkan untuk

:Mengoperasikan program

instrument, Mengontrol hardware,

Menganalisa data dan Menampilkan

hasil.(Bahri S dkk, 2014)

myRIO

NI-myRIO (National

Instruments myRIO) adalah sebuah

alat portable dimana input dan

outpunya dapat dikonfigurasi. Alat

ini memeliki input dan output analog,

digital I/O audio. NI-myRIO dpat

dihubungkan dengan komputer

menggunakan USB dan wirelees.

myRIO memiliki 2 expansion port

dan satu mini system port. Ini

memungkingkan para pengguna

untuk mendesain kontrol, robot dan

juga sistem mekatronik. (Abirami A

dkk, 2015)

Gambar 7 Menunjukkan tampilan depan dan sebagian port dari NI-

myRIO

Gambar 7. Tampilan depan dan port pada NI-myRIO

METODE PENELITIAN

Lokasi Penelitian

Perancangan modul hardware dan

software datalogger solar panel pada

penelitian ini dilakukan di

laboratorium Teknik Digital dan

Mikrokontroler dan Laboratorium

Pembangkitan Program Studi Teknik

Listrik dan Laboratorium Komputer

Politeknik Negeri Ujung Pandang.

Prosedur Penelitian


Tahap awal yang dilakukan dalam

penelitian ini adalah mempersiapkan

semua bahan atau material yang

akan digunakan pada perancangan

modul datalogger solar panel,

kemudian membuat skema diagram

rangkaian yang akan dipasang pada

papan breadboard, skema diagram

dapat dilihat pada gambar

8,9,11,13,15. Setelah semua

peralatan dalam hal ini sensor telah

terpasang pada papan breadboard.

Tahapan selanjutnya adalah

membuat program pada labview

yang akan memperlihatkan data hasil

pengukuran pada sensor. Setelah itu

dilakukan pengujian terhadap sensor

tersebut apakah kemudian sudah

dapat bekerja dengan baik atau tidak.

Jika tidak, maka pemasangan akan

diulang dan dilakukan kalibrasi

terhadap data hasil keluaran sensor.

Tahapan berikutnya adalah dengan

melakukan validasi hasil pengukuran

dengan pengukuran secara manual

sehingga dapat diperoleh error hasil

pengukuran seminimal mungkin

sebagai tolak ukur sensor yang akan

digunakan untuk modul datalogger

bekerja dengan baik serta melakukan

analisa terhadap data hasil

pengukuran

.

Gambar 8 Skema Diagram modul datalogger

HASIL DAN PEMBAHASAN

Adapun aktivitas yang telah

dilakukan dalam penelitian ini adalah

telah dilakukan ujicoba terhadap

tiap-tiap sensor dan koneksinya

terhadap modul MyRio. Telah

dilakukan rancang bangun modul

datalogger Solar Panel.Gambar-

gambar berikut memperlihatkan

keseluruhan aktivitas yang telah

dilakukan dalam penelitian ini.

Pengujian Sensor

Pengujian SensorTegangan

FZ0430


VCC

GND

30K

7.5K

S

+

-

POWERSTATUS

LED0

LED1

LED2

LED3

NI myRIO

33

1

34

2B

33

1

34

2A

USB PortPower

ResetConnection to PC

Input 12 V

+3.3 V

DlO10/PWM2

DlO9/PWM1

DlO8/PWM0

DlO7/SPI.MOSI

DlO6/SPI.MISO

DlO5/SPI.CLK

DlO4

DlO3

DlO2

DlO1

DlO0

A13

A12

A11

A10

+5

+3.3 V

DlO10/PWM2

DlO9/PWM1

DlO8/PWM0

DlO7/SPI.MOSI

DlO6/SPI.MISO

DlO5/SPI.CLK

DlO4

DlO3

DlO2

DlO1

DlO0

A13

A12

A11

A10

+5

DIO15/12C.SDA

DIO14/12C.SCL

GND

GND

DIO13

GND

DIO12/ENC.B

GND

DIO11/ENC.A

GND

UART.TX

GND

UART.RX

GND

GND

AO1

AO0

DIO15/12C.SDA

DIO14/12C.SCL

GND

GND

DIO13

GND

DIO12/ENC.B

GND

DIO11/ENC.A

GND

UART.TX

GND

UART.RX

GND

GND

AO1

AO0

SENSOR

TEGANGAN

Gambar 9 Rangkaian Sensor Tegangan pada myRIO

Adapun layout block diagram untuk sensor-sensor yang digunakan pada modul

data logger yaitu sebagai berikut :

Gambar 10 Layout Block diagram untuk Sensor Tegangan FZ0430


Terlihat dari gambar

rangkaian sensor tegangan diatas

bahwa myRIO mendapat power

suplay dari regulator sebesar 12

volt. Port- port yang digunakan

pada myRIO untuk sensor tegangan

yaitu untuk VCC menggunakan

port 1B, untuk Data menggunakan

port 3B, dan untuk Ground

menggunakan port 6B. Semua port

yang digunakan untuk sensor ini

merupakan port untuk data analog.

Dalam sensor tegangan terdapat

dua resistor sebesar 30kΩ dan

7,5kΩ. VCC pada sumber hanya 5

volt.

Tabel 1 Hasil Pengujian Sensor Tegangan FZ0430

No. Tegangan

Input

Hasil

Perhitungan

Manual (V)

Output

myRIO

(V)

Persentase

Error (%)

Hasil

Kalibrasi

(V)

1. 1 1 1,005 0,5 0,981818

2. 2 2 2,03 1,5 2,011245

3. 3 3 3,025 0,83 3,014337

4. 4 4 3,97 0,75 3,970068

5. 5 5 5 0 5,01461

6. 6 6 5,975 0,416 6,005554

7. 7 7 6,97 0,428 7,018412

8. 8 8 7,92 1 7,986404

9. 9 9 8,89 1,222 8,975172

10. 10 10 9,905 0,95 10,00967

11. 11 11 10,86 1,2727 10,9824

12. 12 12 11,8895 0,9208 12,02987

Untuk mendapatkan output dari

sensor tegangan yang lebih presisi

antara tegangan input dengan output

dari myRIO, maka kami

mengkalibrasi sensor tegangan

menggunakan fit polynomial.

Adapun contoh kalibrasi

menggunakan fit polynomial adalah

sebagai berikut : y = 0,00053 × (x5) 0,00342 × (x4) 0,0041 × (x3)

0,05527 × (x2) 4,98962 × (x) 0,02329

Hasil dari kalibrasi sensor

tegangan ini mendekati dengan nilai

tegangan input yang diberikan.


Pengujian Sensor Arus ACS712 20A

POWERSTATUS

LED0

LED1

LED2

LED3

NI myRIO

33

1

34

2B

33

1

34

2A

USB PortPower


Input 12 V

+3.3 V

DlO10/PWM2

DlO9/PWM1

DlO8/PWM0

DlO7/SPI.MOSI

DlO6/SPI.MISO

DlO5/SPI.CLK

DlO4

DlO3

DlO2

DlO1

DlO0

A13

A12

A11

A10

+5

+3.3 V

DlO10/PWM2

DlO9/PWM1

DlO8/PWM0

DlO7/SPI.MOSI

DlO6/SPI.MISO

DlO5/SPI.CLK

DlO4

DlO3

DlO2

DlO1

DlO0

A13

A12

A11

A10

+5

DIO15/12C.SDA

DIO14/12C.SCL

GND

GND

DIO13

GND

DIO12/ENC.B

GND

DIO11/ENC.A

GND

UART.TX

GND

UART.RX

GND

GND

AO1

AO0

DIO15/12C.SDA

DIO14/12C.SCL

GND

GND

DIO13

GND

DIO12/ENC.B

GND

DIO11/ENC.A

GND

UART.TX

GND

UART.RX

GND

GND

AO1

AO0

C

0.1µF

ACS712

Vcc

VIout

FILTER

GND

IP+

IP+

IP-

IP-

Vout

8

7

6

5

+5V

1

2

3

4CF

1nF

Ip

SENSOR

ARUS

Gambar 11 Rangkaian Sensor Arus ACS712 pada myRIO

Pada rangkaian diatas myRIO

mendapat input dari regulator sebesar

12 volt. Sedangkan input sensor arus

ACS712 sebesar 5 volt dari VCC

myRIO. Adapun port-port yang

digunakan sensor arus pada myRIO

yaitu port untuk VCC menggunakan

port 1B, port untuk Data

menggunakan port 5B, dan port

untuk Ground menggunakan port 6B.

Semua port yang digunakan pada

sensor ini adalah port untuk data

analog.

Gambar 12 Layout Block diagram untuk Sensor Arus ACS712


Tabel 2 Hasil Pengujian Sensor Arus ACS712

No. Tegangan Input

(V)

Hasil Pengukuran

Amperemeter (A) Hasil myRIO (A)

1. 1

0,043 0,04301

2. 2

0,064 0,06380

3. 3

0,081 0,08158

4. 4

0,098 0,09655

5. 5

0,11 0,11205

6. 6

0,123 0,12274

7. 7

0,135 0,13459

8. 8

0,148 0,14646

9. 9

0,156 0,15725

10. 10

0,166 0,16637

11. 11

0,175 0,17444

12. 12

0,184 0,18412

Pada pengujian sensor arus

ACS712 kami menggunakan

regulator tegangan untuk mengatur

besar kecilnya tegangan input, selain

itu kami menggunakan beban lampu

DC 12V 7Watt serta alat ukur untuk

membandingkan output myRIO

dengan nilai yang ada pada alat ukur.

Setelah melakukan pengujian, maka

diperoleh hasil bahwa data yang

diperoleh menggunakan alat ukur

tidak jauh berbeda dengan data yang

diperoleh menggunakan myRIO.

Dapat dilihat pada tabel 2 diatas,

pada saat tegangan input 5 volt, yang

terukur pada alat ukur adalah 0,11 A

yang terukur pada myRIO adalah 0,11205 A dengan persentase error

0,06521% dengan perkiraan

kelayakan sekitar 90% sehingga

dapat disimpulkan bahwa semakin

tinggi nilai tegangan maka nilai arus

juga tinggi dan dapat dinyatakan

bahwa sensor ini layak untuk

digunakan

.


Pengujian Sensor Suhu LM35

POWERSTATUS

LED0

LED1

LED2

LED3

NI myRIO

33

1

34

2B

33

1

34

2A

USB PortPower


Input 12 V

+3.3 V

DlO10/PWM2

DlO9/PWM1

DlO8/PWM0

DlO7/SPI.MOSI

DlO6/SPI.MISO

DlO5/SPI.CLK

DlO4

DlO3

DlO2

DlO1

DlO0

A13

A12

A11

A10

+5

+3.3 V

DlO10/PWM2

DlO9/PWM1

DlO8/PWM0

DlO7/SPI.MOSI

DlO6/SPI.MISO

DlO5/SPI.CLK

DlO4

DlO3

DlO2

DlO1

DlO0

A13

A12

A11

A10

+5

DIO15/12C.SDA

DIO14/12C.SCL

GND

GND

DIO13

GND

DIO12/ENC.B

GND

DIO11/ENC.A

GND

UART.TX

GND

UART.RX

GND

GND

AO1

AO0

DIO15/12C.SDA

DIO14/12C.SCL

GND

GND

DIO13

GND

DIO12/ENC.B

GND

DIO11/ENC.A

GND

UART.TX

GND

UART.RX

GND

GND

AO1

AO0

OUTPUT

0mV + 10.0mV/°C

+Vs

(4V TO 20V)

LM35SENSOR

SUHU

Gambar 13 Rangkaian Sensor Suhu LM35 pada myRIO

Pada rangkaian sensor suhu

LM35, myRIO mendapatkan suplay

dari regulator sebesar 12 volt.

Tegangan masukan sensor LM35

sendiri hanya sebesar 5 volt. Adapun

port- port yang digunakan sensor

suhu LM35 pada myRIO yaitu port

untuk VCC menggunakan port 1A,

port untuk Data menggunakan port

9A, dan port untuk Ground

menggunakan port 4A. Semua port

yang digunakan pada sensor ini

adalah port untuk data analog.

Gambar 14 Layout Block diagram untuk Sensor Suhu LM35


Tabel 3 Hasil Pengujian Sensor Suhu LM35

No. Waktu Pengukuran

(WITA)

Termometer

(ºC)

Hasil myRIO

(ºC)

Persentase

Error (%)

1. 10.00 32 32,5 1,5625

2. 10.10 32,5 32,4 0,3076

3. 10.20 33 32,8 0,6060

4. 10.30 33 32,7 0,9090

5. 10.40 32,8 32,4 1,2195

6. 10.50 32,9 32,9 0

7. 11.00 33 33 0

Pada saat pengujian sensor

suhu LM35 kami menggunakan

thermometer untuk mengukur suhu

ruangan tempat kami melakukan

pengujian. Pengukuran suhu kami

mulai dari pukul 10.00 WITA s/d

11.00 WITA. Hasil pengukuran

menggunakan thermometer kami

bandingkan dengan hasil myRIO

dimana hasilnya hampir sama dengan

persentase error yang sedikit

sehingga sensor ini tidak perlu lagi

untuk dikalibrasi untuk mendapatkan

nilai presisi.

Pengujian Sensor Suhu LDR

POWERSTATUS

LED0

LED1

LED2

LED3

NI myRIO

331

342

B

331

342

A

USB PortPower


Input 12 V

+3.3 V

DlO10/PWM2

DlO9/PWM1

DlO8/PWM0

DlO7/SPI.MOSI

DlO6/SPI.MISO

DlO5/SPI.CLK

DlO4

DlO3

DlO2

DlO1

DlO0

A13

A12

A11

A10

+5

+3.3 V

DlO10/PWM2

DlO9/PWM1

DlO8/PWM0

DlO7/SPI.MOSI

DlO6/SPI.MISO

DlO5/SPI.CLK

DlO4

DlO3

DlO2

DlO1

DlO0

A13

A12

A11

A10

+5

DIO15/12C.SDA

DIO14/12C.SCL

GND

GND

DIO13

GND

DIO12/ENC.B

GND

DIO11/ENC.A

GND

UART.TX

GND

UART.RX

GND

GND

AO1

AO0

DIO15/12C.SDA

DIO14/12C.SCL

GND

GND

DIO13

GND

DIO12/ENC.B

GND

DIO11/ENC.A

GND

UART.TX

GND

UART.RX

GND

GND

AO1

AO0

Vout

+5V

LDR

10K

SENSOR

CAHAYA

Gambar 15 Rangkaian Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)

pada myRIO

Pada rangkaian diatas myRIO

mendapat input dari regulator sebesar

12 volt. Sedangkan input sensor

cahaya LDR (Light Dependent

Resistor) sebesar 5 volt dari VCC

myRIO. Adapun port-port yang

digunakan sensor arus pada myRIO

yaitu port untuk VCC menggunakan

port 1A, port untuk Data

menggunakan port 5A, dan port

untuk Ground menggunakan port

6A. Semua port yang digunakan pada

sensor ini adalah port untuk data

analog.


Gambar 16 Layout Block diagram untuk Sensor Cahaya LDR

Tabel 4 Hasil Pengujian Sensor Cahaya LDR (Light Dependent

Resistor)

No.

Hasil Lux

Meter

(lux)

Hasil

myRIO

(lux)

Persentase

Error (%)

Hasil

Kalibrasi

(lux)

Persentase Error

setelah kalibrasi

(%)

1. 43 53 23,25 42,97268 0,0635

2. 103 105 1,9417 103,3635 0,3529

3. 163 145 11,042 160,4717 1,5511

4. 223 185 17,040 229,0389 2,7080

5. 283 212 25,088 282,4331 0,2003

6. 343 238 30,612 339,476 1,0274

7. 403 263 34,739 399,5602 0,8535

8. 463 286 0,3822 459,3157 0,7957

9. 523 310 40,726 526,1324 0,5989

10. 583 330 43,396 585,1885 0,3753

11. 643 350 45,567 647,2149 0,6555

12. 703 368 47,652 705,509 0,3568

13. 763 388 49,148 772,9678 1,3063

Pada saat pengujian sensor

cahaya LDR (Light Dependent

Resistor) kami menggunakan Lux

Meter untuk membandingkan hasil

pengukuran alat ukur dengan hasil

data myRIO. Setelah melakukan

pengujian terlihat bahwa hasil

pengukuran alat ukur berbeda dari

hasil data myRIO. Dapat dilihat pada

tabel 4 bahwa hasil pengukuran lux

meter pada tegangan 12 volt hasilnya

adalah 763 lux sedangkan hasil data

myRIO hanya 388 lux dengan error

yang cukup besar yaitu 49,148%.

Untuk mendapatkan hasil

pengukuran yang lebih akurat, maka

kami menggunakan Fit Polynomial

untuk mengkalibrasi sensor cahaya

LDR (Light Dependent Resistor).

Berikut adalah kalibrasi sensor

cahaya LDR menggunakan Fit

Polynomial : y = 0,0000000000000035 × (x6)

0,000000000033983× (x5) +

0,000000001112339 × (x4) +

0,000008481397464 × (x3) +


0,000575068265214 × (x2) +

0,910719255522045 × (x) 8,16883336505491

Setelah melakukan

pengkalibrasian, maka hasilnya dapat

dilihat pada tabel 4, hasil pengukuran

lux meter tidak jauh berbeda dengan

hasil kalibrasi sensor. Dengan

tegangan input 12 volt data hasil

pengukuran Lux meter yaitu 763 lux

hampir sama dengan hasil kalibrasi

sensor yaitu 772,9678 lux dengan

persentase error 1,3063%.

KESIMPULAN

1. Pada proses kegiatan penelitian

ini, telah dilakukan pengujian

dan evaluasi terhadap sensor

tegangan (FZ0430), sensor arus

(ACS712 20A), sensor suhu

(LM35), dan sensor cahaya

(LDR). yang akan digunakan

pada Rancang Bangun

datalogger Solar Panel

2. Dari Hasil pengujian dan

pengukuran untuk masing-

masing sensor memperlihatkan

hasil yang baik dimana hanya

memperlihatkan error yang

kecil, misalnya pada sensor

tegangan untuk tegangan input

12 volt maka keluaran dari

myRIO sebesar 12,02 volt, pada

sensor arus pada saat tegangan

input sebesar 12 volt hasil

pengukuran menggunakan

Amperemeter menunjukkan nilai

0,184A dan arus keluaran

myRIO sebesar 0,18412A, pada

sensor suhu pada saat pukul

11.00 WITA hasil pengukuran

thermometer sebesar 33°C dan

hasil myRIO menunjukkan

33°C, sedangkan pada sensor

cahaya hasil pengukuran pada

lux meter menunjukkan 763 lux

dan hasil myRIO sebesar

772,9678 lux

3. Kegiatan selanjutnya yaitu

melakukan perancangan modul

hardware datalogger dengan

melakukan koneksi keseluruhan

sensor pada modul MyRio dan

dan pembuatan Software

berbasis labview yang dapat

mengakuisisi, menampilkan dan

menyimpan data hasil

pengukuran.

DAFTAR PUSTAKA

Abirami A dkk. Acquisition of Heart

rate using NI-myRIO.

International Journal of

Innovative Research in

Electrical, Electronics,

Instrument and Control

Engineering, Vol 3, Issue 3

Maret 2015

Asriyadi, Heri Suryoatmojo,

Pemodelan Komponen Power

Hybrid System, Jurnal

Elektrika, No.2, hal 161-173,

Nopember 2015

Bahri S dkk. Prototipe Sistem

Kendali PID dan Monitoring

Temperature Berbasis

Labview. Seminar Nasional

Sains dan Teknologi 2014

Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Jakarta,

ISSN: 2407-1846, 12

November 2014

Beena,V. KhajaMoinuddin, Water

Quality Measurement and

Control from Remote Station

for pisiculture using NI

myRIO. IJIREC, Vol 2. Issue

4,PP 16-21 Juni 2015

Bhuvaneswarri S dkk. Operating

Solenoid Valve with NI-

myRIO using Labview.


International Journal for

Scientific Research &

Development , Vol 3, Issue

01 2015

Duwi Astuti, Heri Suryoatmojo,

Mochammad Ashari,

"Perancangan Simulator Panel

Surya menggunakan Labview,"

Rjurnal Teknik POMITS, vol.

1, No.1, hal 1-6, 2012

Fachri MR dkk, Pemantauan

Parameter Panel Surya

Berbasis Arduino secara Real

Time. Jurnal Rekayasa

Elektrika, Vol 11. No.4 hal

123-128, Agustus 2015

Marpaung NL, Edy Ervianto, Data

Logger Sensor Suhu Berbasis

Mikrokontroler Atmega 8535

dengan PC sebagai Tampilan.

Jurnal Ilmiah Elite Elektro,

Vol 3. No.1 hal 37-42, Maret

2012

Ridho AZ. Akuisisi Solar cell

Menggunakan Program

Labview. Tugas Akhir

Jurusan Teknik

Elektro,Fakultas Teknik dan

Ilmu Komputer UNIKOM

Bandung, 2010

Setiono A dkk, Pembuatan dan Uji

coba data logger berbasis

Mikrokontroler Atmega32

untuk monitoring pergeseran

tanah. Jurnal Fisika

Himpunan Fisika Indonesia,

Vol 10. No.2 , Desember

2010

Sukarman. Akuisisi data lewat

protokol TCP/IP Berbasis

Labview, Seminar Nasional

IV SDM Teknologi Nuklir

Yogyakarta, ISSN 1978-

0176V, 25-26 Agustus 2008

Sukarman. Akuisisi data lewat

protokol TCP/IP Berbasis

Labview, Seminar Nasional

IV SDM Teknologi Nuklir

Yogyakarta, ISSN 1978-

0176V, 25-26 Agustus 2008

Utomo,AT dkk, Implementasi

Mikrokontroler Sebagai

Pengukur Suhu delapan

Ruangan. Jurnal Teknologi,

Vol 4. No.2, 153-159,

Desember 2011

Wu Qijun dkk, A Labview – Based

Virtual Instrument System for

Laser- Induced Fluorescence

Spectroscopy. Journal of

Automated Methods and

Management in Chemistry,

Vol 2011 Article ID 457156.

Pages.7 2011

Yansen. Data Logger Parameter

Panel Surya. Tugas Akhir

Program Studi Teknik

Elektro Fakultas Teknik

Elektronika dan Komputer

UKSW Salatiga, Januari 2013

Zaini. Eko Rusdi, Monitoring Motor

Induksi Tiga Fasa Menggunakan

Software Labview Berbasis

Webserver. Jurnal Teknik Elektro

ITP, Vol 2. No.1, Januari 2013


evaluasi sensor yang digunakan untuk perancangan …repository.poliupg.ac.id/210/1/evaluasi sensor...

Documents